프로스트
Frost서리는 고체 표면의 얇은 얼음 층으로, 온도가 영하인 고체 표면과 접촉하는 상층 냉동 대기의 수증기에서 형성되어 수증기(가스)에서 얼음(고체)로 수증기가 빙점에 도달하면서 위상 변화를 일으킨다.[1][2]온대 기후에서, 그것은 가장 흔하게 땅 근처의 표면에서 연약한 하얀 결정으로 나타난다; 추운 기후에서는, 그것은 더 다양한 형태로 발생한다.[3]결정 형성의 전파는 핵의 과정에 의해 일어난다.
프랙탈 공정 발달의 결과로 서리의 얼음 결정이 형성된다.서리 결정의 깊이는 축적된 시간과 수증기 농도(습도)에 따라 달라진다.프로스트 크리스털은 보이지 않거나(검은색), 투명(반투명), 흰색일 수 있다. 프로스트 크리스털 덩어리가 빛을 사방으로 흩뿌리면 프로스트 코팅이 하얗게 나타난다.
서리의 종류로는 습도가 낮은 공기로부터 수증기가 퇴적하여 생기는 결정성 서리(호아 서리 또는 방사 서리), 습도가 낮은 조건에서 흰 서리, 유리 표면의 창 서리, 차가운 표면에 찬 바람으로 인한 서리, 저온과 매우 낮은 습도에서 보이는 얼음 없이 검은 서리, 과냉각된 우리 밑의 라임 등이 있다.t [3]조건
따뜻한 기후에서 진화한 식물은 식물 조직을 구성하는 세포의 물을 얼릴 정도로 온도가 낮아지면 손상을 입는다.이 과정에서 발생하는 조직 손상은 "동토 손상"이라고 알려져 있다.서리 피해가 농작물에 영향을 미치는 것으로 알려진 지역의 농부들은 종종 그러한 피해로부터 농작물을 보호하기 위해 상당한 수단에 투자한다.
포메이션
주변의 습한 공기의 이슬점 아래로 단단한 표면이 차가워지고 표면 자체가 얼기보다 차가워지면 그 위에 얼음이 맺히게 된다.만약 물이 액체로 퇴적되어 얼면, 그것은 그것의 종류에 따라 유리, 불투명 또는 결정체로 보일 수 있는 코팅을 형성한다.문맥에 따라, 그 과정은 대기 아이싱이라고도 불릴 수 있다.그것이 만들어내는 얼음은 어떤 면에서 결정적으로 서리와 다르다. 서리는 보통 얼음의 단단한 표면에서 뿜어져 나오는 얼음의 가시로 구성되어 있다.
얼음 코팅과 서리 스피쿨의 주요한 차이는 결정체가 공기에서 수증기의 분비를 통해 직접 성장하기 때문에 발생하며, 탈수정은 결빙 표면의 결빙에 있어 요인이 되지 않는다.탈수정이 진행되려면 표면이 공기의 서리점 아래에 있어야 하는데, 이는 액체 단계를 거치지 않고 얼음이 형성될 수 있을 정도로 충분히 차갑다는 것을 의미한다.공기는 습해야 하지만 액체 상태의 물이 응결될 수 있도록 충분히 습하지 않아야 한다. 그렇지 않으면 얼음이 탈수되는 대신 결빙이 발생할 것이다.결정체의 크기는 온도, 이용 가능한 수증기의 양, 그리고 그것들이 얼마나 오래 방해받지 않고 자라왔는지에 따라 크게 달라진다.
원칙적으로 공기 중에 과냉각된 물방울이 존재하는 조건을 제외하고는 증착면이 주변 공기보다 차가울 때만 서리가 형성된다.예를 들어, 차가운 나무 보도의 균열 주변에서 습한 공기가 지하의 따뜻한 땅에서 빠져나갈 때 서리가 내릴 수 있다.일반적으로 서리가 형성되는 다른 물체는 검게 그을린 금속과 같이 특정 열이 낮거나 열 방출성이 높은 물체로서 녹슨 못의 머리에 서리가 축적된다.
인접 지역에서 서리가 비정상적으로 발생하는 것은 부분적으로 고도가 다르기 때문이며, 낮은 지역은 조용한 밤에 추워진다.바람이 없을 때 정지 공기가 지면 위로 정착하는 경우, 지면의 흡수성과 특정 열은 갇힌 공기가 도달하는 온도에 강한 영향을 미친다.
종류들
흰 서리
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호아 프로스트(hoar prost)는 또한 호아프로스트(hoarprost), 방사 프로스트(radio prost) 또는 프루이나(pruina)라고도 하며, 지면에 침전되거나 전선이나 잎과 같이 노출된 물체에 느슨하게 부착된 하얀 얼음 결정을 말한다.[4]그들은 바람이 불거나 따뜻한 물체와 같은 근방의 공급원에서 교체될 수 있는 것보다 열이 공기로 더 빨리 방출될 수 있는 조건인 춥고 맑은 밤에 형성된다.적절한 상황에서 물체는 물의 동결점보다 훨씬 낮은[5] 주변 공기의 서리점 아래로 냉각된다.이러한 결빙은 홍수 서리 또는 서리 주머니와 같은 효과에 의해 촉진될 수 있다.[6]이러한 현상은 지상의 방사능이[clarification needed] 공기를 냉각시켜 내리막길을 흐를 때까지 냉각시키고 계곡이나 빈 공간에 매우 차가운 공기의 주머니에 축적할 때 발생한다.호아르 서리는 지상에서 몇 피트 위의 공기 온도가 얼음을 훨씬 상회하는 경우에도 낮은 곳의 차가운 공기에서 얼게 될 수 있다.
"hoar"라는 단어는 "노후의 징후"를 의미하는 구 영어 형용사에서 유래되었다.이런 맥락에서 나무와 수풀을 하얀 머리카락처럼 보이게 하는 서리를 가리킨다.
서리는 어디에서 형성되는지에 따라 다른 이름을 가질 수 있다.
- 에어호어는 나뭇가지, 식물 줄기, 전선 등 표면 위의 물체에 호아 서리가 내린 퇴적물이다.
- 표면호아르는 양치류처럼 생긴 얼음 결정체를 눈, 얼음, 이미 얼어붙은 표면에 직접 침전시키는 것을 말한다.
- 크레바스 호아르는 잔잔한 기후 조건에서 수증기가 축적될 수 있는 빙하 크레바스에서 형성되는 결정체로 구성된다.
- 깊이 호아르는 마른 눈의 둑 아래 충치 안에서 서서히 크게 성장한 면의 결정체를 말한다.깊이 호아르 결정들은 인접한 작은 결정들을 희생하면서 지속적으로 성장하기 때문에, 일반적으로 눈에 띄게 층계가 있고 표면의 빈 공간이 있다.
표면 호어가 경사진 눈둑을 덮을 때, 서리 결정 층은 눈사태의 위험을 일으킬 수 있다; 새 눈의 두꺼운 층이 서리가 내린 표면을 덮을 때, 오래된 눈에서 튀어나온 털로 된 결정들은 떨어지는 조각들을 막아내며, 새로운 눈 층들이 아래의 오래된 눈들과 강하게 결합하는 것을 막는 공극 층을 형성한다.눈 위에 서리가 형성되기 위한 이상적인 조건은 춥고 맑은 밤이며, 매우 가볍고 차가운 기류가 서리 결정의 성장을 위해 적절한 속도로 습도를 전달한다.너무 강하거나 따뜻한 바람은 털로 된 결정체를 파괴하고, 따라서 오래된 눈 층과 새로운 눈 층 사이에 더 강한 결합을 허용할 수 있다.그러나 바람이 세고 차가워 수정들을 평평하고 건조하게 깔아놓거나, 그것을 제거하거나 파괴하지 않고 차갑고 느슨한 결정으로 눈을 카펫으로 깔거나, 따뜻하게 해서 끈적거리게 한다면, 눈층 사이의 서리접합은 여전히 눈사태의 위험을 나타낼 수 있는데, 이는 서리 결정의 질감이 다르기 때문이다.눈 질감에서 rs. 그리고 건조 결정들은 신선한 눈에 붙지 않을 것이다.그러한 조건들은 여전히 눈층 사이의 강한 유대를 막는다.[7]
폭신폭신한 표면이 눈으로 덮이지 않고 호아르 결정체가 형성되는 매우 낮은 온도에서, 강한 바람이 그들을 분리시켜 얼음 입자의 먼지를 형성하고 그것을 표면 위로 날릴 수 있다.그러면 얼음 먼지는 남극대륙의 일부에서 관찰된 것처럼 먼지 버니나 유사한 구조물의 형성과 유사한 과정에서 유키마리모를 형성할 수 있다.
호아르 서리와 흰 서리는 냉동고나 산업용 저온 저장 시설과 같은 인공 환경에서도 발생한다.이런 차가운 공간이나 배관이 잘 절연되지 않고 주변 습도에 노출되면 냉동고 온도에 따라 수분이 즉시 얼게 된다.서리는 파이프를 두껍게 코팅하여 부분적으로 절연시킬 수 있지만, 그러한 비효율적인 절연은 여전히 열 손실의 원인이다.
흡착 프로스트
흡착 서리(바람 서리라고도 함)는 아주 차가운 바람이 나뭇가지, 기둥, 그리고 다른 표면 위로 불어올 때 형성되는 작은 얼음 송곳을 가리킨다.꽃과 잎 가장자리에 테두리를 두른 것처럼 보이며, 보통 바람의 방향에 반하여 형성된다.그것은 낮이든 밤이든 어느 시간에 일어날 수 있다.
유리창 프로스트
유리창이 겉은 매우 차가운 공기에 노출되고 안쪽은 따뜻하고 적당히 촉촉한 공기에 노출될 때 창 서리(양치 서리 또는 얼음 꽃이라고도 한다)가 형성된다.창문이 불량 절연체(예: 단일 패인 창인 경우)인 경우 수증기가 유리에 응축되어 서리 패턴을 형성한다.바깥 온도가 매우 낮은 상황에서 유리창의 두 창 사이의 공기 대류가 유리창의 아래쪽 부분이 상단 부분보다 차갑게 유지되도록 하기 때문에 이중 창문의 에너지 효율적 창문으로도 창 바닥에 서리가 나타날 수 있다.난방이 되지 않은 자동차에서는 보통 유리 바깥 표면에 먼저 서리가 맺힌다.유리 표면은 결정의 모양에 영향을 미치기 때문에 불완전성, 긁힘 또는 먼지는 얼음 핵이 형성되는 방식을 바꿀 수 있다.창 성에의 패턴은 프랙탈 치수가 1보다 크지만 2보다 작은 프랙탈을 형성한다.이것은 핵화 과정이 비슷한 공정에 의해 형성되지만 3차원으로 형성되고 프랙탈 치수가 2차원이 넘는 눈송이와는 달리 2차원으로 펼쳐지도록 제약을 받는 결과물이다.[8]
실내 공기가 적당하지 않고 매우 습하면, 물은 먼저 작은 물방울로 응축된 다음, 맑은 얼음으로 얼게 된다.
다른 매끄러운 수직 표면에서 비슷한 결빙 패턴이 발생할 수 있지만, 투명한 유리처럼 뚜렷하거나 장관인 경우는 드물다.
흰서리
하얀 서리는 공기에 함유된 수증기로부터 직접 형성되는 단단한 얼음의 침적이다.
흰색 서리는 상대습도가 90% 이상, 기온 -8℃(18℃) 이하일 때 형성되며 바람 방향에 따라 커지는데, 바람 방향에서 오는 공기는 바람 방향보다 습도가 높지만 바람이 강하면 안 되며, 그렇지 않으면 형성되기 시작하면서 섬세한 얼음 구조물을 손상시킨다.하얀 서리는 보통 바늘 모양인 크고 연동되는 결정체를 가진 호아 서리의 두꺼운 코팅과 닮았다.
리메
Rime은 종종 매우 습하고 바람이 많이 부는 조건에서 빠르게 발생하는 얼음 퇴적물의 한 유형이다.[9]엄밀히 말하면 수증기가 느리고 직접적으로 탈수되는 호아리 서리의 형성과는 대조적으로, 보통 과냉각된 물방울이 관련되기 때문에 서리의 종류가 아니다.북극해를 여행하는 선박은 고정에 다량의 라임벨을 축적할 수 있다.깃털 같은 외모를 가진 호아르 서리와 달리 라임은 일반적으로 얼음처럼 차갑고 단단한 외모를 가지고 있다.
식물 잎을 검게 만드는 서리
검은 서리(혹은 "죽이는 서리")는 습도가 낮아 서리가 형성될 수 없을 때 농작물에서 볼 수 있는 상태지만 기온이 너무 낮아 식물 조직이 얼어서 죽어서 검게 변하기 때문에 "검은 서리"라는 용어는 전혀 엄격하게 말하지 않는다.검은 서리는 종종 "죽이는 서리"라고 불리는데, 흰 서리가 덜 추운 경향이 있기 때문인데, 부분적으로는 물이 얼게 되는 잠복열이 온도 강하를 감소시키기 때문이다.
식물에 미치는 영향
피해
많은 식물들이 얼은 기온이나 서리에 의해 손상되거나 죽을 수 있다.이는 식물의 유형, 노출된 조직 및 낮은 온도에 따라 달라진다. -2 ~ 0°C(28 ~ 32°F)의 "약간 서리"는 -2°C(28°F) 미만의 "강력 서리"보다 더 적은 유형의 식물을 손상시킨다.[10]
가벼운 서리에도 피해를 입을 가능성이 있는 식물에는 콩, 포도, 스쿼시, 멜론 등 덩굴과 토마토, 가지, 고추 등의 야경 등이 있다.서리를 견딜 수 있는 [11]식물은 다음과 같다.
- 뿌리 채소(예: 비트, 당근, 파스닙, 양파)
- 잎이 많은 채소(상추, 시금치, 차드, 오이[12])
- 십자가에 못 박힌 채소(예: 배추, 콜리플라워, 복채, 브로콜리, 브뤼셀 싹, 무, 케일, 콜라드, 겨자, 순무, 루타바가스)
서리를 견디는 식물도 온도가 더 낮아지면 (-4°C 이하 또는 25°F 이하) 손상될 수 있다.[10]호스타와 같은 하디 다년생은 첫 서리가 내린 후 휴면 상태가 되고 봄이 오면 다시 성장한다.눈에 보이는 식물 전체가 봄의 따뜻함이 찾아올 때까지 완전히 갈색으로 변하거나, 줄기와 줄기만 남겨둔 채 잎과 꽃을 모두 떨어뜨릴 수도 있다.소나무와 같은 상록수 식물들은 비록 모든 혹은 대부분의 생장이 멈추더라도 서리를 견뎌낸다.서리균열은 겨울철 태양으로부터 오는 저온과 열이 복합적으로 작용해 발생하는 나무껍질 결함을 말한다.
잎 온도가 세포 함량의 동결점 이하로 떨어질 때 식물이 반드시 손상되는 것은 아니다.얼음 결정의 형성을 핵화하는 부위가 없을 때, 잎은 -4 ~ -12 °C (25 ~ 10 °F)의 온도에 안전하게 도달하면서 초냉각 액체 상태로 남아 있다.하지만 일단 서리가 형성되면, 잎 세포는 날카로운 얼음 결정으로 손상될 수 있다.경화는 식물이 저온에 내성이 생기는 과정이다.극저온 생물학을 참조하십시오.
특히 녹농균 주사기는 서리 형성에 특히 효과가 있어 핵 온도를 약 -2°C(28°F)로 상승시킨다.[13]얼음 핵 활성 단백질(아이스마이너스 박테리아)이 부족한 박테리아는 서리 피해를 크게 감소시킨다.[14]
보호 방법
서리를 방지하거나 심각성을 줄이기 위한 대표적인 조치는 다음 중 하나 이상을 포함한다.
- 바람을 시뮬레이션하기 위해 강력한 블로어를 배치하여 찬 공기가 축적되는 것을 방지한다.이 주제에는 변화가 있다.한 가지 품종은 풍력 기계로 수직 기둥에 탑재된 엔진 구동 프로펠러로 공기를 거의 수평으로 분다.1920년대에는 캘리포니아에 서리방지를 위한 방법으로 풍력기계가 도입되었지만, 1940년대와 1950년대에 이르러서야 널리 받아들여졌다.현재, 그것들은 세계 많은 곳에서 흔히 사용되고 있다.[15]또 다른 것은 땅에서 찬 공기를 끌어내어 굴뚝을 통해 불어 서리를 막는 [16]장치인 선택적 역 싱크다.원래 우루과이의 감귤류 과일의 서리 피해를 막기 위해 개발되었다.뉴질랜드에서는 헬리콥터가 비슷한 방식으로 사용되는데, 특히 말버러와 같은 포도밭 지역에서는 더욱 그러하다.뒤집어진 층에서 따뜻한 공기를 끌어내리고, 지상에서 더 차가운 공기가 연못화되는 것을 방지함으로써 저공비행 헬리콥터는 과수봉의 손상을 방지한다.운항은 야간에 이뤄지며 과거 한 지역에서 1박에 최대 130대의 항공기를 운항한 적이 있어 안전수칙이 엄격하다.[17]풍력터빈은 전용 방식은 아니지만 온도가 다른 공기층을 수직으로 혼합하는 효과가 유사(작다)하다.[18][19][20]
- 고부가가치 작물의 경우, 농부들은 나무를 싸서 농작물을 덮을 수도 있다.
- 기온 하락을 늦추기 위한 난방은 좁은 지역에 걸쳐 재배되는 고부가가치 작물을 제외하고는 실용적이지 않다.
- 방사선에 의한 냉각을 줄이기 위한 연기 생산
- 농작물에 물을 한 층 뿌리면 잠복열이 방출돼 코팅한 식물의 조직이 유해하게 얼지 않게 된다.
예를 들어, 농작물에 물을 뿌리는 것은 식물에 얼음이 과부하될 경우 피해를 줄 수 있기 때문에 이러한 조치들은 재량적으로 적용될 필요가 있다.소규모 작물 농장과 식물 탁아소에 효과적이고 비용이 적게 드는 방법으로, 동결에 대한 잠재된 열을 이용한다.펄스 관개 타이머는[21] -5°C(23°F)까지의 서리와 싸우기 위해 기존 오버헤드 스프링클러를 통해 낮은 부피로 물을 전달한다.[21][22]물이 얼면 잠열을 발산해 단풍의 온도가 영하로 크게 떨어지는 것을 막는다.[22]
서리가 내리지 않는 지역
서리가 없는 지역은 주로 저지대 열대지방에서 발견되는데, 이 열대지방의 반건조지역에서는 약 3,000미터 또는 적도 부근의 9800피트, 약 2,000미터 또는 6,600피트 이상의 고도를 제외한 거의 모든 땅을 덮고 있다.아열대 해양 여백에 있는 일부 지역도 서리가 내리지 않으며, 바람 불어오는 해안 근처의 해양성 높은 지역이다.가장 극지방으로 서리가 내리지 않는 지역은 아조레스, 술레 암스테르담, 술레 생폴, 트리스탄 다 쿠냐의 낮은 고도들이다.
미국에서는 마이애미 비치 주변 플로리다 남부, 플로리다 키즈만이 유일하게 안정적으로 서리가 내리지 않는 지역이며, 캘리포니아 연안의 채널 제도도 그렇다.이들 지역의 경성지대는 11a와 11b이다.
의인화
서리는 러시아 문화에서 데드 모로즈로 의인화된다.모르드빈족과 같은 러시아의 토착민들은 그들만의 서리신앙의 전통을 가지고 있다.
영국의 민속 전통은 엘프 같은 생물인 잭 프로스트가 추운 아침의 창문에서 발견되는 깃털 같은 서리의 무늬를 책임지고 있다고 한다.
갤러리
히말라야 산맥의 식물 잎에 서리
알래스카의 노천
줄리안 알프스의 후아르 서리
스톡홀름 자작나무의 서리
노르웨이의 자작나무 줄기 서리
시드니의 풀밭에 서리
스웨덴에 서리가 내린 참나무 잎
참고 항목
참조
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- ^ "Hoarfrost – Definition of hoarfrost by Merriam-Webster". merriam-webster.com. Archived from the original on 2015-02-19.
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- ^ "Weather Facts: Frost hollow – Weather UK – weatheronline.co.uk". weatheronline.co.uk. Archived from the original on 2013-02-12.
- ^ David McClung; Peter A. Schaerer (2006). The Avalanche Handbook. The Mountaineers Books. pp. 72–. ISBN 978-0-89886-809-8. Archived from the original on 2016-05-06.
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외부 링크
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